El Albedo Es ist das Verhältnis zwischen reflektierter und einfallender Energie in der Wellenlänge des sichtbaren Lichts, das die Planeten zum Leuchten bringt. Da Planeten selbst keine Energie besitzen, reflektieren sie einen Teil des Lichts, das sie von der Sonne empfangen. Die Albedo ist kein konstanter Wert und variiert je nach verschiedenen Faktoren, vor allem der Neigung der einfallenden Strahlung und Beschaffenheit der reflektierenden Oberfläche. Vereinfacht ausgedrückt steht die Reflexionsfähigkeit einer Oberfläche in direktem Zusammenhang mit ihrer Farbe: Ein heller Körper reflektiert mehr Licht als ein dunkler Körper. Diese Eigenschaft hat wichtige Auswirkungen auf die Klimatologie und die Erforschung der klimatische Veränderungen im Laufe der Zeit.
Beispielsweise ist die Albedo eines schneebedeckten Bodens wesentlich größer als die einer Wiese. Schnee hat eine durchschnittliche Albedo von 0,7, während die Albedo eines grünen Waldes nur 0,2. Dies bedeutet, dass 70 % der auf Schnee einfallenden Sonnenenergie in den Weltraum zurückreflektiert werden, während dies bei Wäldern nur 20 % sind. Auf planetarischer Ebene mittlere Albedo der Erde beträgt etwa 0,3, was bedeutet, dass etwa 30% der Sonnenenergie, die in die Atmosphäre gelangt, wird in Form von Direktstrahlung in den Weltraum zurückgeführt. Dieser Prozentsatz ist wichtig für das Verständnis der Energiebilanz von der Erde.
Die Albedo der Kontinente beträgt ca. 34%, während die der Ozeane einen 26%, und die der mittleren und niedrigen Wolken liegt zwischen den 50% und 70%. Diese Schwankungen der Albedo sind grundlegend für die Energiebilanz der Erde und damit für die Regulierung ihres Klimas. Die Albedo bestimmt nicht nur, wie Licht reflektiert wird, sondern hat auch erhebliche Auswirkungen auf die globale Temperatur und das Klima.
In Hinsicht auf EnergiebilanzAuf planetarischer Ebene steht fest, dass das Gleichgewicht Null ist. Allerdings ist dieses Gleichgewicht in verschiedenen Regionen der Erdoberfläche alles andere als konstant. Es gibt Bereiche, die mehr Energie aufnehmen als sie abgeben, während andere mehr Energie abgeben als sie aufnehmen. Im Allgemeinen ist die Energiebilanz in Regionen zwischen den Breitengrade 35º und 40º. In diesen Breitengraden sind Energiezufuhr und -abgabe gleich, jenseits dieser Breitengrade ist das Gleichgewicht jedoch ungleichmäßig. Dieses Phänomen hängt zusammen mit der Klimawandel global.
Schwankungen in der Menge der empfangenen und abgegebenen Energie sind von entscheidender Bedeutung, da sie direkten Einfluss auf die Heizung o Abkühlung der Luft und sind bestimmende Faktoren für die Verteilung unterschiedlicher Klimazonen und die Luftzirkulation. Das Verständnis der Albedo und der Energiebilanz der Erde ist von entscheidender Bedeutung für die Analyse der Wechselwirkungen dieser Elemente und ihrer Auswirkungen auf das globale Klima.
El Globale Strahlungsbilanz bezieht sich auf die Differenz zwischen der Sonnenenergie, die die Atmosphäre erreicht, und der Energie, die in den Weltraum verloren geht. Unter stationären Bedingungen sind die Energieverluste gleich den Energieeingängen. Auf lokaler Ebene lässt sich jedoch beobachten, dass in hohen Breitengraden die abgestrahlte Energie tendenziell größer ist als die empfangene Energie und in niedrigeren Breitengraden umgekehrt. Dieses Ungleichgewicht wird durch Wärmetransportmechanismen ausgeglichen, darunter atmosphärische Zirkulation (Winde) und die Ozeanzirkulation im Kontext der globalen Erwärmung.
Die Erde empfängt an der Obergrenze ihrer Atmosphäre eine relativ konstante Menge an Sonnenstrahlung, die auf 2 Kalorien/cm² pro Minute, bekannt als Solarkonstante. Diese Energiemenge ist für die Aufrechterhaltung der Temperatur unseres Planeten unerlässlich. Die von der Erde ausgehende Strahlung wird in verschiedene Kategorien unterteilt:
- Kurzwellige Strahlung: Diese Strahlungsform entspricht der Energie, die von der Erdoberfläche reflektiert wird, zu der Ozeane, Böden, Wolken und Partikel in der Atmosphäre gehören. Die Albedo entspricht etwa der 30% der Gesamtstrahlung, obwohl dieser Wert mit der Zeit und den atmosphärischen Bedingungen variieren kann.
- Langwellige Strahlung: Bei dieser Strahlungsart handelt es sich um die von der Erde abgegebene Wärmeenergie, hauptsächlich in Form von Infrarot. Die Atmosphäre speichert einen Teil dieser Strahlung, trägt zum Treibhauseffekt bei und beeinflusst die globale Temperatur.
Das Gesetz von Stefan-Boltzmann Es besagt, dass die Menge an Energie, die ein schwarzer Körper, wie die Erde in diesem Zusammenhang angenommen wird, abstrahlt, mit der vierten Potenz seiner Temperatur in Kelvin zusammenhängt. Bei der Bewertung der Energiebilanz der Erde muss berücksichtigt werden, wie die absorbierte Energie mit der in den Weltraum zurückgestrahlten Energie im Verhältnis steht. Wenn die Erde mehr Energie empfängt als sie abgibt, steigt ihre Temperatur, während ihre Temperatur sinkt, wenn sie mehr Energie abgibt als sie empfängt. Dies ist wichtig, um zu verstehen, wie der Mensch die Energiebilanz.
Die Atmosphäre spielt in dieser Energiebilanz eine entscheidende Rolle, da die Treibhausgase, wie Kohlendioxid und Methan, fangen einen Teil der emittierten Infrarotstrahlung ein, was den Planeten weiter erwärmt. Dieses Phänomen ist wichtig für das Verständnis der Klimawandel und wie menschliche Aktivitäten dieses natürliche Gleichgewicht verändert haben, ein Thema, das in mehreren Studien ausführlich diskutiert wurde.
El Strahlungsantrieb bezeichnet die Veränderung des Energiehaushaltes der Erde durch äußere Einflüsse. Sie wird in Watt pro Quadratmeter (W/m²) gemessen und kann positiv (erwärmend) oder negativ (abkühlend) sein. Zu den Faktoren, die den Strahlungsantrieb beeinflussen können, gehören:
- Treibhausgaskonzentrationen: Durch die Zunahme von Gasen wie CO₂, CH₄ und N₂O bleibt die Wärme in der Atmosphäre gefangen, was die positive Strahlungswirkung erhöht.
- Aerosolsprays: Aerosole können je nach Zusammensetzung eine positive oder negative Strahlungswirkung haben. Beispielsweise neigen Sulfataerosole dazu, die Sonnenstrahlung zurück in den Weltraum zu reflektieren, während Ruß die Atmosphäre erwärmen kann.
- Änderungen der Landnutzung: Aktivitäten wie die Abholzung von Wäldern verändern das Albedo der Erdoberfläche, was wiederum Auswirkungen auf die Strahlungsantriebskraft hat. Eine Reduzierung der Waldflächen erhöht im Allgemeinen das Albedo und könnte daher die Erwärmung verringern.
- Solare Variationen: Änderungen der Sonnenaktivität wirken sich auch auf die Strahlungsantriebskraft aus, obwohl diese Effekte im Allgemeinen im Vergleich zu den Auswirkungen der Treibhausgaskonzentrationen im Zusammenhang mit der die globale Erwärmung.
El Strahlungsantrieb Es handelt sich um ein zentrales Konzept der Klimatologie, da es uns ermöglicht, die Auswirkungen verschiedener Faktoren auf den Energiehaushalt der Erde zu quantifizieren. Laut dem Bericht des IPCCDie vom Menschen verursachte Strahlungsantriebskraft betrug im Jahr 2011 im Vergleich zum Jahr 1750 2,29 W/m², was auf einen schnelleren Anstieg seit 1970 aufgrund erhöhter Treibhausgaskonzentrationen hindeutet. Dies ist entscheidend für das Verständnis der Entwicklung der .
Dieser Antrieb ist für die Modellierung des Klimawandels und für die Vorhersage, wie sich Änderungen der Energiebilanz in Zukunft auf die globalen Temperaturen auswirken könnten, von entscheidender Bedeutung. Aktuelle Klimamodelle betrachten die Strahlungsantriebskraft als eine der wichtigsten Variablen, die zum Verständnis und zur Eindämmung der Auswirkungen des Klimawandels berücksichtigt werden müssen.
Sie sollten den Wert der außerirdischen Sonnenstrahlung überprüfen. Isc = 1367 W / m 2